لامپهای فلورسنت

لامپ های فلورسنت

لامپ‌های فلورسنت

نزدیک به ۷۰ سال از تولید لامپ‌های فلورسنت می‌گذرد. این لامپ‌ها به دلیل داشتن بهره نوری بالا و رنگ و نور مناسب، یکی از اقتصادی‌ترین لامپ‌ها برای تامین روشنایی به ویژه روشنایی داخلی بودند که با ظهور لامپ های فلورسنت فشرده(کم مصرف) از صحنه رقابت خارج شدند.  حباب این لامپ‌ها با گاز بخار جیوه با فشار کم پر شده است. در لامپ های فلورسنت با تخلیه الکتریکی (قوس الکتریکی) در گاز بخار جیوه، نور ماوراء بنفش که نوری نامرئی است ساطع می‌شود. این نور نامرئی در اثر برخورد با لایه پوشش داخلی فلورسنتی به نور مرئی تبدیل می‌شود.

ساختار لامپ های فلورسنت(مهتابی):

لامپ های فلورسنت از یک لوله شیشه ای استوانه ای ساخته شده اند که به صورت دایره ای نیز می تواند خم شده و یا می توانند چندین مرتبه تا شوند.

سطح داخلی لوله شیشه ای با پودر فلورسنت پوشیده می شود ودر دو انتهای لامپ الکترود های تنگستنی در لوله ذوب شده اند که با خمیر مخصوصی برای انتشار یون(اغلب اکسید های قلیایی خاکی)پوشیده شده اند.هر دو انتهای فیلامان تنگستن آب بند خلایی بوده و پین سرپیچ در دو سمت لوله وارد شده و به فیلامان وصل شده است.این پین های تماس،هم نگهداری پایدار مکانیکی لامپ را تضمین می کنند و هم برای تماس الکتریکی مناسب می باشند.

مدار لامپ های فلورسنت

مدار لامپ های فلورسنت

طرز کار لامپ های فلورسنت:

هر لامپ فلورسنت شامل گاز پر شده(آرگون یا مخلوط آرگون-کریپتون) و مقدار اندکی جیوه است.مقدار جیوه مورد نیاز درل لامپ به واسطه بهبود مستمر فرآیند تولید لامپ،سال به سال کمتر می شود اما کماکان جیوه برای کارکرد یک لامپ فلورسنت ضروری است.در اثر وجود میدان الکتریکی در لامپ،به الکترون ها شتاب داده شده و باعث جاری شدن جریان می شود.اکنون یک الکترون به اتم جیوه ضربه می زند،به طوریکه اتم جیوه انرژی الکترون را پذیرفته و برای انتشار پرتو ماوراء بنفش تحریک می شود.این پرتو منتشر شده برای ما قابل دیدن نیست و به دلیل انرژی زیادش برای موجودات زنده خطرناک است.به دو دلیل این پرتو از لامپ فلورسنت خارج نمی شود.یک عامل پوشش پودری شکل ماده فلورسان است که درون سطح داخلی لوله با آن پوشانده شده و تا حدی پرتو را جذب می کند؛از سوی دیگر بخش عبوری از پوشش فلورسنت است که توسط شیشه لامپ

طرز کار لامپ های فلورسنت

طرز کار لامپ های فلورسنت

 کاملاً جذب می شود .بخش جذب شده پرتو UV توسط ماده فلورسان اکنون برای تابش نور تحریک می شود.این اصل کاربردی باعث به وجود آمدن تنوع بسیار زیاد لامپ های فلورسنت از جهت رنگ نور و نمود رنگ می شود.

 تعادل انرژی لامپ فلورسنت:

شکل زیر کاملاً گویای تبدیل انرژی های صورت گرفته در لامپ فلورسنت می باشد.باید این نکته را گوشزد کنیم که مقادیر داده شده،مقدار متوسط هستند.زیرا به عوامل مختلفی وابسته اند از جمله جریان،فشار بخار جیوه و جنس ماده فلورسنت.

تعادل انرژی لامپ فلورسنت

تعادل انرژی لامپ فلورسنت

لامپ های فلورسنت ترایبند:

بسته به ماده فلورسان مورد استفاده،بهره نوری،رنگ نور و شاخص نمود رنگ می تواند تغییر کند.در لامپ های فلورسنت با بازتاب خوب رنگ،به طور کلی از سه ماده فلورسان مختلف استفاده می شود.این مواد فلورسان نور را در محدوده طول موج های مشخص مطلوب می تابند که به عنوان باند نامیده می شود.به این علت این نوع لامپ های فلورسنت را لامپ های ترایبند می نامند.آنها بهره نوری بالا(تا بیش از ۱۰۰ lm/W در لامپ های فلورسنت T5) و شاخص نمود رنگ کلی () حدود %۸۵ دارند.طیف چنین لامپ هایی با سه پرتو با پیک تابش قوی در محدوده آبی،سبز و قرمز در شکل نشان داده شده است.رنگ نور این لامپ ها،بسته به نسبت استفاده از رنگ های اصلی(قرمز،آبی،سبز) در ترکیب فسفر می تواند رنگ نور روز(۶۵۰۰ K)،سفید(K 4000) و سفید گرم (K 2700) باشد.منحنی  که در شکل نشان داده شده است،بیان می دارد که چشم چقدر به طول موج های مختلف حساس است.

منحنی رنگ نور لامپ فلورسنت

منحنی رنگ نور لامپ فلورسنت

قطع و وصل لامپ های فلورسنت با LLG(بالاست مغناطیسی با تلفات کم):

لامپ های فلورسنت منحنی ولتاژ-جریان منفی دارند،یعنی با کاهش ولتاژ،جریان افزایش می یابد.جریان لامپ دائماً افزایش  می یابد تا سرانجام تخریب شود.این شرایط زمانی اتفاق می افتد که یک المان فیوز مؤثر درمدار موجود نباشد.

اغلب از بالاست(چوک) القایی استفاده می شودلیکن امروزه فقط استفاده از بالاست های کم تلفات (LLG) مجاز است.در مدارهای منفرد چوک های خازنی و در دو مداریها یک لامپ با چوک القایی و یک لامپ با چوک خازنی استفاده می شود، تا ضریب توان  به مقدار مطلوب ۱ نزدیک شود.مدار دوتایی در بسیاری از تجهیزات موجود قدیمی وجود دارد.با کمک مدار سری می توان دو لامپ فلورسنت با توان کمتر را با یک چوک روشن کرد.

قطع و وصل لامپ های فلورسنت با LLG(بالاست مغناطیسی با تلفات کم)

قطع و وصل لامپ های فلورسنت با LLG(بالاست مغناطیسی با تلفات کم)

بالاست های الکترونیکی :

از میانه دهه هشتاد به بعد،بالاست های الکترونیکی (Electronic Control Gear) ECG در بازار موجود بوده است.مستقل از بالاست های مورد استفاده،همیشه برای دست یافتن به شار نوری نامی ارائه شده رد کاتالوگ ها،بالاست های الکترونیکی باعث می شود که لامپ با ۱۰ درصد توان ورودی کمتر کاد کند.این امر باعث می شود که استفاده از ECG مزایای اقتصادی زیادی داشته باشد.در کنار صرفه جویی در مصرف انرژی،بالاست های الکترونیکی مزایای دیگری چون گرمای کم و نیز روشن شدن بدون تأخیر لامپ را به همراه دارند.

طرز کار بالاست های الکترونیکی:

بالاست های الکترونیکی در ابتدا ولتاژ ۲۳۰ ولت و ۵۰ هرتز شبکه را یکسو و صاف (DC) می کنند.ولتاژ DC حاصل،بسته به سازنده بالاست به ولتاژ متناوبیبا فرکانس بین ۲۵KH تا ۷۵KH تبدیل م ی شود،که توسط تثبیت کننده ولتاژ به لامپ فلورسنت اعمال می شود.

طرز کار بالاست های الکترونیکی

طرز کار بالاست های الکترونیکی

مزایای کارکرد لامپ های فلورسنت با ECG:

علاوه بر مزایای اقتصادی کارکرد لامپ های فلورسنت با بالاست های الکترونیکی (ECG)،مزایای دیگری در مواردی مثل آسایش،محیط زیست و تندرستی وجود دارد.لامپ بدون سوسو زدن شروع به کار می کند زیرا مدار برخلاف بالاست های متداول]مغناطیسی[ بدون استارتر کار می کند.روشن وخاموش شدن مکرر لامپ های فلورسنت معیوب در سیستم روشنایی حذف می شود،زیرا لامپ ها در انتهای عمرشان به طور خودکار خاموش می شوند.

مزایای کارکرد لامپ های فلورسنت با ECG

مزایای کارکرد لامپ های فلورسنت با ECG

نامگذاری رنگ نور لامپ های فلورسنت:

برای نامگذاری رنگ های مختلف نور لامپ های فلورسنت،در صنعت لامپ سازی برای لامپ های فلورسنت ترایبند و لامپ های فلورسنت دیلوکس از علامت واحدی استفاده می شود.از نامگذاری سه رقمی می توان رنگ نور وشاخص نمود رنگ را برای هر لامپ فلورسنت یا لامپ فلورسنت فشرده(کم مصرف) خواند.اولین عدد به شاخص نمود رنگ اشاره دارد.برای مثال ۸ بیان می دارد که شاخص بازتاب رنگ  بین ۸۰ تا ۸۹ قرار دارد.

لامپ های فلورسنت دیلوکس با مقادیر  بین ۹۰ تا ۱۰۰ دارای رقم ۹ می باشند.دومین و سومین رقم دمای رنگ بیان را بیان می کند:۲۷ برای لامپهای مشابه التهابی (۲۷۰۰ K)، ۳۰ برای رنگ گرم (K 3000)، ۴۰ برای رنگ سفید (K 4000) و ۶۵ برای نور روز (K 6500).

نمودار توزیع نسبی

نمودار توزیع نسبی

لامپ های فلورسنت ترایبند با رنگ نور گرمتر برای مثال با عدد ۸۳۰ نامگذاری می شوند.

لامپ های فلورسنت با نور رنگی برای کاربردهای مختلف:

برای کاربردهای متفاوت نیازهای مختلفی به رنگ نور و خصوصیات نمود رنگ لامپ فلورسنت وجود دارد.رنگ های  نور انواع لامپ های فلورسنت با اعداد مشخص می شوند.

نامگذاری رنگ نور

نامگذاری رنگ نور

ارتباط شار نوری لامپهای فلورسنت با دمای محیط:

در کاتالوگ سازندگان لامپ ها،شار نوری ارائه شده برای لامپهای فلورسنت شار نوری مربوط به دمای محیط حدود  است.در این دمای محیط لامپ های ۲۶ mm به صورت بهینه کار میکنند.شار نوری این لامپ ها که در دمای بالاتر یا پایینتر از محیط کار می کنند،کاهش می یابد.

ارتباط شار نوری لامپهای فلورسنت با دمای محیط

ارتباط شار نوری لامپهای فلورسنت با دمای محیط

خصوصیات لامپ های فلورسنت ۵T با قطر ۱۶ mm:

به واسطه کاهش قطر لوله لامپ های فلورسنت از mm 38(12 Tاز ۱۹۳۹) به mm 26 (8 Tاز ۱۹۷۸) تا mm 16 (5 Tاز ۱۹۹۵)، مزایای فنی نور لامپهای فلورسنت به طور پیوسته بهبود یافته است.لامپهای فلورسنت ۵ Tبا قطر ۱۶ mm نسبت به لامپهای قدیمی مزایایی نظیر بهره نوری(lm/W) بالاتر و ابعاد هندسی کوچکتر دارند.

خصوصیات لامپ های فلورسنت ۵T با قطر ۱۶ mm

خصوصیات لامپ های فلورسنت ۵T با قطر ۱۶ mm

لامپ های فلورسنت فشرده(کم مصرف)

لامپ های فلورسنت فشرده(کم مصرف)

:

این لامپ ها از آغاز دهه هشتاد میلادی وارد بازار شدند.اندازه شان بزرگتر از یک لامپ التهابی ۱۰۰ وات بود و بسیار سنگین بودند.زیرا بالاست قدیمی باید در انتهای لامپ نصب می شد.علاوه بر این حباب خارجی شیشه ای به عنوان محافظ تیوب تخلیه نصب می گردید و با یک سرپیچ E27 به عنوان جایگزین مستقیم برای یک لامپ التهابی درنظرگرفته می شد.هدف اقتصادی تولید این لامپ ها و مصرف آنها بجای لامپ های التهابی تولید همان شار نوری با توان مصرفی تقریباً یک پنجم بود.

 

سیستم روشنایی القایی QL:

در سیستم روشنایی القایی QL دو اصل فیزیکی شناخته شده باهم ترکیب می شوند:القای الکترومغناطیسی و تخلیه گازی.

در دستگاه های الکترونیکی،جریان با فرکانس بالا(۲٫۶۵ MH) ایجاد می شود.این جریان از یک سیم پیچ اولیه عبور کرده و یک میدان الکترومغناطیسی در گاز پرشده القا می شود،که موجب یونیزه شدن اتمهای جیوه موجود شده و در نتیجه پرتو UV ایجاد می شود.این پرتو توسط ماده فلورسان پوشیده شده درون حباب دستگاه به نور تغییر شکل می یابد.

چون این لامپ ها فرسایش الکترود ندارند،عمر آنها فقط به عمر المان های الکترونیکی وابسته است.عمر سیستم روشنایی القایی QL بسیار بالا و حدود ۶۰۰۰۰ ساعت است.

سیستم روشنایی القایی QL

سیستم روشنایی القایی QL

این لامپ ها فوراً و بدون چشمک تا ۲۰- درجه سانتیگراد روشن شده و نوری با رنگ سفید گرم(۳۰۰۰ k) یا سفید خنثی (۰۰۰ k4) و با نمود رنگ خوب () منتشر می کنند.سیستم روشنایی القایی با دریافت توان ۱۶۵ W . شار نوری ۱۲۰۰۰lm،با توان W85 و شار نوری lm6000 و با W55 و شار نوری lm3500 موجودند.

لامپهای فلورسنت-توان بالا بدون الکترود:

لامپهای فلورسنت-توان بالا بدون الکترود

لامپهای فلورسنت-توان بالا بدون الکترود

در لامپ های فلورسنت توان بالا برای ایجاد نور نیاز نیست که تخلیه الکتریکی،مانند لامپ های فلورسنت معمولی،بین دو الکترود رخ دهد بلکه در یک حلقه بسته ایجاد می شود.انرژی لازم توسط میدان مغناطیسی در حلقه فریتی که از خارج کوپل می شود،تأمین می شود.نور همانند لامپ های فلورسنت معمولی ایجاد می شود.الکترونها در مسیرشان در لوله تخلیه به اتم جیوه برخورد کرده و انرژی ضربه را به شکل پرتو UV تحویل می دهند.در نتیجه لامپ فاقد قطعه دارای فرسایش است و عمر بسیار طولانی و درحدود ۶۰۰۰۰ ساعت دارد.

منابع:

۱٫کتاب مهندسی روشنایی مهندس کلهر

۲٫طراحی، نظارت و اجرا در مهندسی روشنایی و نورپردازی دکتر ایمان سریری

۳٫کتاب مهندسی روشنایی کاوه احمدیان

WWW.NETLIGHT.IR

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید ؟
در گفتگو ها شرکت کنید!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.